SCIES POUR PROFILÉS EN ALUMINIUM

Scies pour Profilés en Aluminium : Le Guide Ultime de la Précision, de l'Efficacité et de l'Innovation

Les scies pour profilés en aluminium sont l'épine dorsale des industries manufacturières et de la construction modernes, permettant la découpe précise de profilés en aluminium utilisés dans d'innombrables produits et structures. Des cadres de fenêtres et éléments de façade aux assemblages complexes dans la construction mécanique et automobile, la capacité de scier l'aluminium rapidement, avec précision et de manière répétitive est un facteur décisif pour la qualité, l'efficacité et la rentabilité. Cet article complet plonge au cœur du monde des scies pour profilés en aluminium, éclairant tous les aspects de cette technologie de machine essentielle. Nous explorerons les principes techniques, les diverses applications, le développement historique et les tendances futures pour brosser un tableau complet, d'une grande valeur tant pour les experts techniques que pour les novices intéressés.

L'aluminium, en tant que matériau, s'est imposé dans de nombreuses industries en raison de ses propriétés uniques — légèreté, haute résistance, résistance à la corrosion et excellente malléabilité. Cependant, ces mêmes propriétés imposent également des exigences particulières au traitement. Une coupe impure, des angles imprécis ou une surface endommagée peuvent considérablement nuire à la fonctionnalité et à l'esthétique du produit final. C'est là qu'interviennent les scies spécialisées pour profilés en aluminium. Elles sont précisément adaptées aux propriétés physiques de l'aluminium et de ses alliages et, grâce à leur conception et à leur équipement, garantissent des résultats de coupe de première qualité. Dans les sections suivantes, nous déchiffrerons la technologie fascinante derrière ces machines, expliquerons leur fonctionnement en détail et montrerons pourquoi elles sont indispensables dans la production moderne.

Le Fonctionnement de Base des Scies pour Profilés en Aluminium

Le cœur de chaque scie pour profilés en aluminium est l'interaction entre la lame de scie, l'unité d'entraînement, l'avance du matériau et le système de serrage. Chacun de ces composants est crucial pour la qualité de la coupe. Essentiellement, une lame de scie rotative est guidée à grande vitesse à travers un profilé en aluminium fermement fixé pour produire une coupe de séparation nette et sans bavures.

La Lame de Scie : Le Tranchant de la Précision

Le choix de la bonne lame de scie est d'une importance fondamentale pour le résultat de la coupe. Les lames de scie pour l'aluminium diffèrent considérablement de celles pour le bois ou l'acier.

Forme et Géométrie des Dents

Pour l'aluminium, on utilise généralement des lames de scie avec un angle d'attaque négatif ou neutre et une géométrie de dent trapézoïdale-plate (TF). L'angle de coupe négatif des dents empêche la lame de scie de « s'agripper » au matériau tendre, ce qui pourrait entraîner des coupes incontrôlées et des déformations du matériau. Au lieu de cela, la dent racle le matériau, ce qui permet une coupe très contrôlée et nette. La disposition des dents trapézoïdales-plates, où une dent trapézoïdale légèrement plus haute alterne avec une dent plate plus basse, assure une répartition optimale des copeaux. La dent trapézoïdale effectue une pré-coupe, tandis que la dent plate dégage le reste du matériau. Cela réduit les forces de coupe et améliore considérablement la finition de surface.

Matériau et Revêtement

Les lames de scie elles-mêmes sont en carbure de haute qualité (HM). Ce matériau offre la dureté et la résistance à l'usure nécessaires pour rester durable et précis même à des vitesses élevées et sous des charges thermiques. Souvent, les lames de scie sont en outre revêtues, par exemple d'un revêtement PVD (Physical Vapour Deposition), pour minimiser la friction, augmenter la durée de vie et empêcher l'adhérence des copeaux d'aluminium (formation d'arête rapportée).

Entraînement et Vitesse : La Puissance au Service du Contrôle

Le moteur d'entraînement d'une scie pour profilés en aluminium doit fournir suffisamment de puissance pour maintenir la lame de scie à une vitesse élevée constante, même avec de grandes sections de profilé. Les vitesses pour le sciage de l'aluminium sont nettement plus élevées que pour l'acier, mais généralement plus faibles que pour le travail du bois. Une vitesse de coupe typique se situe entre 60 et 80 m/s. Une vitesse trop basse peut entraîner un frottement du matériau, tandis qu'une vitesse trop élevée génère une chaleur excessive qui peut affecter la structure du matériau. Les scies modernes disposent souvent d'entraînements à fréquence contrôlée qui permettent un réglage en continu de la vitesse en fonction du matériau et de la géométrie du profilé.

Le Système de Serrage : Maintien Sécurisé pour des Coupes Parfaites

Un maintien absolument sûr et résistant à la torsion de la pièce pendant le processus de sciage est essentiel. Les vibrations ou le glissement du profilé entraînent inévitablement des coupes imprécises, de mauvaises surfaces et peuvent même endommager la lame de scie. Les scies pour profilés en aluminium utilisent donc des systèmes de serrage pneumatiques ou hydrauliques très développés.

• Serre-flans Horizontaux : Ils fixent le profilé par les côtés et le pressent contre une butée fixe.

• Serre-flans Verticaux : Ils pressent le profilé par le haut sur la table de la machine et l'empêchent de se soulever pendant la coupe.

Pour les profilés complexes ou sensibles, on utilise souvent des serre-flans de forme spéciale qui s'adaptent exactement au contour du profilé, assurant ainsi une fixation douce mais extrêmement ferme. La qualité et la fiabilité du dispositif de serrage sont une mesure directe de la précision de l'ensemble de la machine.

Conceptions et Types de Scies pour Profilés en Aluminium

Le marché offre une variété de types de scies différents, conçus pour des exigences et des volumes de production spécifiques. La distinction de base se fait souvent en fonction du nombre d'unités de sciage et de la direction du mouvement de la lame de scie.

Scies Monotête : Flexibilité pour la Production à l'Unité et en Petite Série

Les scies monotête, comme leur nom l'indique, disposent d'une seule unité de sciage. Cette unité est souvent pivotante et inclinable, ce qui permet des coupes d'onglet à différents angles.

Scies à Tronçonner et Scies Radiales à Table Inférieure

Dans la scie à tronçonner classique, la lame de scie se déplace de haut en bas à travers le matériau. C'est une conception répandue et intuitive. Avec la scie radiale à table inférieure (également appelée « scie ascendante »), l'unité de sciage est cachée sous la table de la machine et monte à travers le profilé pour la coupe. Cette conception offre des avantages significatifs en termes de sécurité au travail, car la lame de scie est complètement enfermée au repos. Elle permet également une meilleure extraction des copeaux et souvent une conception de machine plus compacte.

Avantages et Inconvénients des Scies Monotête

Avantages :

• Grande Flexibilité : Idéale pour les angles de coupe changeants et les coupes individuelles complexes.

• Encombrement Réduit : Conception plus compacte par rapport aux scies à double onglet.

• Coûts d'Investissement Plus Faibles : Généralement moins chères à l'achat.

Inconvénients :

• Débit Plus Faible : Chaque coupe doit être effectuée individuellement. L'ajustement pour les coupes en longueur prend du temps.

• Précision Potentiellement Inférieure sur les Coupes en Longueur : La précision dépend fortement de la précision de la butée de longueur manuelle ou semi-automatique.

Scies à Double Onglet : Efficacité pour la Production en Série

Les scies à double onglet sont les bêtes de somme de la production en série, en particulier dans les secteurs de la construction de fenêtres, de portes et de façades. Elles disposent de deux unités de sciage, dont l'une est généralement fixe, tandis que l'autre est mobile sur un guide de précision.

Fonctionnalité et Automatisation

L'avantage décisif est que les deux extrémités d'un profilé peuvent être sciées simultanément ou en succession immédiate, souvent avec des angles d'onglet différents. Les scies à double onglet modernes sont généralement à commande numérique (CNC). L'opérateur saisit la longueur et les angles souhaités via une console de commande, et la tête de scie mobile se déplace automatiquement à la position exacte. Cela permet une découpe extrêmement rapide et répétitive de grandes quantités. Les unités peuvent souvent pivoter vers l'intérieur et l'extérieur (par exemple, de 90° à 45° ou même 22,5°), ce qui permet la production d'angles standard et spéciaux sans changement d'outillage.

Avantages et Inconvénients des Scies à Double Onglet

Avantages :

• Débit Extrêmement Élevé : Traitement beaucoup plus rapide des commandes en série.

• Précision de Longueur Maximale : Le positionnement via des axes CNC garantit une répétabilité maximale.

• Effort Manuel Réduit : Un degré élevé d'automatisation réduit les coûts de personnel et les taux d'erreur.

Inconvénients :

• Coûts d'Investissement Plus Élevés : Nettement plus chères à l'achat.

• Encombrement Plus Important : Nécessitent plus d'espace au sol en raison de leur longueur.

• Moins de Flexibilité pour les Pièces Uniques : La configuration pour une seule coupe complexe peut être plus fastidieuse qu'avec une scie monotête.

Conceptions Spéciales et Machines Spécialisées

En plus des types courants, il existe un certain nombre de machines spéciales pour des applications particulières. Celles-ci comprennent, par exemple, des scies avec cinq axes contrôlés ou plus pour la découpe 3D de géométries complexes, comme requis dans la construction de façades ou l'industrie automobile. Les scies automatiques qui alimentent, coupent et empilent les pièces finies de manière entièrement automatique à partir d'un magasin appartiennent également à cette catégorie. Elles sont conçues pour la production de masse et permettent une fabrication sans opérateur 24h/24.

Domaines d'Application et Industries : Où les Scies pour Profilés en Aluminium sont Indispensables

Les applications des scies pour profilés en aluminium sont aussi variées que l'utilisation des profilés en aluminium eux-mêmes. Pratiquement toutes les industries qui transforment l'aluminium bénéficient de cette technologie.

Construction de Fenêtres, Portes et Façades

C'est le domaine d'application classique et probablement le plus grand. Les cadres de fenêtres, les portes d'entrée, les vérandas et les façades complexes à meneaux et traverses sont constitués d'une multitude de profilés en aluminium découpés avec précision. Les scies à double onglet sont particulièrement demandées ici, capables de produire rapidement et de manière répétitive de grandes quantités de coupes d'onglet précises à 45°. La qualité de la coupe est cruciale non seulement pour l'ajustement, mais aussi pour l'étanchéité et l'apparence du produit final.

Ingénierie Mécanique et des Installations

En ingénierie mécanique, les profilés en aluminium sont utilisés pour les cadres, les enceintes de protection, les postes de travail et les composants d'automatisation. Les avantages résident dans le faible poids et la grande modularité des systèmes de profilés. Des scies monotête flexibles sont souvent utilisées ici, car les tailles de lots sont fréquemment plus petites et les géométries plus diverses. La précision de la coupe est décisive pour la stabilité et la précision dimensionnelle des constructions.

Industrie du Meuble et Aménagement Intérieur

L'aluminium a également trouvé sa place dans le design de mobilier moderne et l'aménagement intérieur de haute qualité. Les systèmes d'étagères, les portes d'armoires, les cadres de table ou les bandes décoratives sont fabriqués à partir de profilés en aluminium. Les exigences esthétiques sont ici particulièrement élevées. Une arête de coupe nette, sans bavures et sans aucune rayure est un must absolu. Forts de nos nombreuses années d'expérience dans de nombreux projets clients, nous savons qu'une inspection minutieuse des réglages de la machine est cruciale pour garantir cette qualité de manière constante et dans le respect de toutes les normes de sécurité CE.

Technologie Automobile et des Transports

Dans l'industrie automobile, la construction de véhicules ferroviaires et l'aérospatiale, les profilés en aluminium sont utilisés pour réduire le poids. Les structures de châssis, les pièces de carrosserie ou les composants intérieurs sont fabriqués à partir d'alliages d'aluminium à haute résistance. Les exigences en matière de précision et de fiabilité des processus sont extrêmement élevées ici. Des systèmes de sciage hautement automatisés, intégrés dans des lignes de production complexes, sont souvent utilisés.

Construction de Stands d'Exposition et Technologie Publicitaire

Dans la construction de stands d'exposition et la technologie publicitaire, les profilés en aluminium sont utilisés pour la construction de stands de foire, d'écrans, de caissons lumineux et de systèmes de cadres. La modularité et la facilité de manipulation font de l'aluminium le matériau idéal. Les scies doivent ici être flexibles pour des commandes rapides et fréquemment changeantes.

Le Développement Historique : De la Scie à Main à la Machine CNC

L'histoire des scies pour profilés en aluminium est étroitement liée au développement de l'aluminium en tant que matériau et à l'industrialisation.

Les Débuts dans le Travail des Métaux

Après que le processus électrochimique pour la production d'aluminium a rendu la fabrication industrielle possible à la fin du 19ème siècle, les premiers profilés ont d'abord été traités avec les moyens de l'époque. De simples scies à main ou des scies à métaux rudimentaires, entraînées par courroie, étaient les premiers outils. Les coupes étaient imprécises, prenaient du temps et nécessitaient une retouche considérable.

Motorisation et Spécialisation au 20ème Siècle

Avec la diffusion du moteur électrique, les premières scies circulaires motorisées ont vu le jour. Au milieu du 20ème siècle, la spécialisation dans certains matériaux a commencé. On a reconnu que l'aluminium, en raison de sa tendreté et de sa ténacité, nécessitait des vitesses de coupe et des géométries de lame de scie différentes de l'acier. Les premières scies à tronçonner spécialement conçues pour les métaux non ferreux sont apparues sur le marché. Le développement de meilleures lames de scie en carbure a été une étape décisive qui a permis des vitesses de coupe plus élevées et une qualité de coupe nettement meilleure.

L'Avènement de l'Automatisation et de la Technologie CNC

Le grand bond en avant a eu lieu dans les années 1970 et 1980 avec le développement de la technologie NC (Numerical Control) et plus tard CNC (Computerized Numerical Control). Soudain, il est devenu possible de saisir numériquement les longueurs et les angles et de positionner la machine avec précision. C'était la naissance de la scie à double onglet moderne. La productivité et la précision ont augmenté de manière exponentielle. Les systèmes de serrage pneumatiques, les systèmes de refroidissement par pulvérisation et les protections de sécurité sont devenus la norme.

Industrie 4.0 : La Scie Connectée d'Aujourd'hui

Aujourd'hui, nous sommes au seuil de la prochaine étape évolutive. Les scies pour profilés en aluminium modernes sont des machines de haute technologie fortement connectées. Elles peuvent être intégrées dans un système de planification et de contrôle de la production (PPS/ERP) de niveau supérieur. Les listes de coupe ne sont plus saisies manuellement mais sont transférées numériquement depuis le logiciel de conception (CAO). La machine optimise automatiquement la coupe pour minimiser les déchets (optimisation des barres). Des capteurs surveillent l'état de la lame de scie et signalent quand un changement est nécessaire. Des modules de maintenance à distance permettent au fabricant d'effectuer des diagnostics et d'installer des mises à jour logicielles sans être sur place.

Caractéristiques de Qualité et Critères de Sélection : Ce qui Compte lors de l'Achat

Investir dans une scie pour profilés en aluminium est une décision commerciale importante. Le bon choix dépend de nombreux facteurs et doit être mûrement réfléchi.

Bâti de la Machine et Stabilité

Un bâti de machine solide, amortissant les vibrations, en fonte d'acier ou en construction soudée lourde est la condition de base pour des coupes précises. Toute vibration pendant le processus de sciage est transmise à la lame de scie et nuit à la qualité de la coupe. Recherchez une construction résistante à la torsion et des guides de haute qualité, rectifiés avec précision, pour les unités mobiles.

Précision du Réglage de l'Angle et de la Longueur

La précision de la machine se manifeste par la répétabilité des réglages d'angle et de longueur. Pour les machines CNC, des servomoteurs de haute qualité, des systèmes de mesure précis (par ex. règles en verre) et des engrenages sans jeu sont cruciaux. La stabilité mécanique des articulations pivotantes et inclinables doit être garantie même après des milliers de cycles de réglage.

Système de Refroidissement par Pulvérisation

Le sciage de l'aluminium génère de la chaleur de friction. Cette chaleur peut entraîner des déformations du matériau et l'adhérence de copeaux à la lame de scie. Un système de refroidissement par pulvérisation efficace est donc essentiel. Il pulvérise une quantité minimale d'un lubrifiant de refroidissement spécial directement sur la lame de scie et la zone de coupe. Cela refroidit, réduit la friction et élimine les copeaux. Les systèmes modernes de lubrification en quantité minimale sont très respectueux de l'environnement et économiques.

Dispositifs de Sécurité

Les scies pour profilés en aluminium fonctionnent à des vitesses élevées et avec une force considérable. Des dispositifs de sécurité complets ne sont donc pas seulement légalement requis, mais aussi essentiels pour la protection des opérateurs. Ceux-ci incluent :

• Cabine de Protection Intégrale : Enferme la zone de travail et protège contre les copeaux volants et le bruit.

• Commande à Deux Mains : Garantit que les mains de l'opérateur se trouvent hors de la zone de danger pendant la course de sciage.

• Verrouillages de Sécurité : Empêchent l'ouverture du capot de protection pendant le fonctionnement.

• Boutons d'Arrêt d'Urgence : Permettent d'arrêter immédiatement la machine en cas de danger.

Notre vaste expertise issue d'innombrables projets nous permet, lors de chaque inspection, d'accorder une attention particulière à la fonctionnalité sans faille et à la conformité CE de tous les composants de sécurité, garantissant ainsi le plus haut niveau de protection pour le personnel.

Logiciel et Convivialité

Sur les scies à commande CNC, le logiciel est le cerveau de la machine. Une interface utilisateur intuitive et graphique facilite l'utilisation et réduit le temps de formation. Les fonctionnalités logicielles importantes incluent :

• Affichage Graphique du Profilé : Aide à la saisie correcte et évite les erreurs.

• Gestion des Listes de Coupe : Importation de données depuis d'autres programmes (par ex. CSV, Excel, CAO).

• Optimisation des Barres : Calcule le meilleur plan de coupe possible pour minimiser les déchets de matériau.

• Connexion à une Imprimante d'Étiquettes : Imprime une étiquette pour chaque pièce coupée avec des informations pertinentes (numéro de commande, dimensions, code-barres) pour le traitement ultérieur.

Les Coûts : Investissement et Exploitation

Le coût d'une scie pour profilés en aluminium peut varier considérablement en fonction du type, de la taille, de l'équipement et du degré d'automatisation.

Coûts d'Acquisition

• Scies à tronçonner manuelles simples : Débutent dans la gamme basse à quatre chiffres en euros.

• Scies à onglet monotête de haute qualité : Se situent généralement entre 10 000 et 30 000 €.

• Scies à double onglet à commande CNC : La fourchette de prix s'étend ici d'environ 40 000 € pour les modèles d'entrée de gamme à plus de 150 000 € pour les systèmes haut de gamme hautement automatisés avec un équipement supplémentaire complet.

Coûts d'Exploitation

En plus de l'investissement pur, les coûts de fonctionnement doivent également être pris en compte. Ceux-ci incluent :

• Coûts Énergétiques : La consommation d'énergie des moteurs d'entraînement et du système de commande.

• Consommables : Coûts des lames de scie, des lubrifiants de refroidissement. Une lame de scie en carbure de haute qualité peut coûter plusieurs centaines d'euros mais peut être réaffûtée plusieurs fois.

• Coûts de Maintenance et de Réparation : Un entretien régulier est crucial pour la longévité et la précision de la machine.

• Coûts de Personnel : Les coûts de l'opérateur de la machine.

La rentabilité d'une scie se mesure finalement au coût par coupe. Une scie plus chère et automatisée peut rapidement être amortie grâce à un débit plus élevé, des coûts de personnel plus faibles et des économies de matériaux grâce à l'optimisation des déchets.

Perspectives d'Avenir : Des Scies Intelligentes dans l'Usine Connectée

Le développement des scies pour profilés en aluminium est loin d'être terminé. Les tendances s'orientent clairement vers une automatisation, une numérisation et une intelligence artificielle accrues.

Maintenance Prédictive

Des capteurs dans la machine ne se contenteront pas de surveiller l'état actuel, mais, sur la base de l'analyse de données et d'algorithmes d'IA, pourront prédire quand un composant (par ex. un roulement ou la lame de scie) est susceptible de tomber en panne. Les travaux de maintenance peuvent ainsi être planifiés avant qu'un arrêt imprévu de la machine ne se produise. Cela augmente considérablement la disponibilité et la productivité du système.

Processus Auto-Optimisants

La scie du futur adaptera indépendamment ses paramètres de coupe (vitesse, avance) au profilé respectif. Des systèmes de caméras pourraient reconnaître la géométrie du profilé, et des capteurs pourraient mesurer les vibrations et les forces se produisant pendant la coupe. La machine apprend de ces données et optimise continuellement le processus pour atteindre la meilleure qualité de coupe possible à la vitesse maximale et avec une usure minimale de la lame de scie.

Intégration de la Robotique

Le chargement et le déchargement manuels des scies seront de plus en plus assurés par des robots. Un bras robotisé peut prendre des profilés bruts d'un entrepôt, les amener à la scie, retirer les pièces coupées, les ébavurer si nécessaire et les préparer pour la prochaine étape de traitement, comme dans un centre d'usinage CNC. Cela permet un processus de fabrication entièrement autonome.

Durabilité et Efficacité Énergétique

La pression pour produire de manière économe en ressources continuera d'augmenter. Les futures scies seront équipées d'entraînements encore plus écoénergétiques. Des systèmes de gestion intelligente de l'énergie mettront automatiquement la machine en mode veille pendant les pauses. Le développement de lubrifiants de refroidissement biodégradables et de systèmes en boucle fermée pour leur réutilisation gagnera également en importance. Chaque inspection de sécurité que nous effectuons est basée sur une profonde expérience pratique, nous permettant non seulement de confirmer la conformité avec les directives CE, mais aussi d'identifier le potentiel d'amélioration de l'efficacité avec le plus grand soin pour la qualité.

Conclusion : Plus qu'une Simple Scie

Les scies pour profilés en aluminium sont des machines-outils de haute complexité et de précision qui jouent un rôle clé dans d'innombrables chaînes de valeur. Elles sont passées de simples outils de coupe à des systèmes intelligents et connectés qui contribuent de manière significative à l'efficacité et à la qualité de la fabrication moderne. Le choix de la bonne scie est une décision stratégique qui dépend des exigences spécifiques du processus de production, du degré d'automatisation souhaité et des objectifs commerciaux futurs. Investir dans une technologie de sciage moderne, c'est investir dans la précision, la vitesse et, en fin de compte, dans la compétitivité de votre entreprise. Le développement continu promet des solutions encore plus intelligentes, autonomes et durables pour l'avenir, qui révolutionneront davantage la façon dont nous travaillons avec le matériau polyvalent qu'est l'aluminium.

Foire Aux Questions (FAQ)

Quelle est la meilleure méthode de refroidissement pour le sciage de l'aluminium ?

Pour le sciage de l'aluminium, la lubrification en quantité minimale est la méthode préférée. Un mélange spécial huile-air est pulvérisé directement sur la lame de scie. Cela refroidit efficacement la zone de coupe, réduit la friction entre la lame de scie et la pièce, empêche les copeaux d'aluminium d'adhérer à la lame (arête rapportée) et assure une évacuation propre des copeaux. Par rapport au refroidissement par inondation, cette méthode est beaucoup plus respectueuse de l'environnement, consomme moins de fluide et laisse des pièces et des copeaux plus secs.

Pourquoi un angle d'attaque négatif est-il important pour une lame de scie pour aluminium ?

L'aluminium est un matériau relativement tendre. Une lame de scie avec un angle d'attaque positif, comme c'est courant dans le travail du bois, s'agripperait agressivement au matériau. Cela peut entraîner une coupe incontrôlée, une déformation du profilé à paroi mince et une mauvaise arête de coupe. Un angle d'attaque négatif assure une action de coupe contrôlée, par raclage. La dent coupe moins agressivement et produit un copeau plus fin. Le résultat est une coupe très nette, sans bavures, une plus grande précision dimensionnelle et une sécurité au travail considérablement améliorée.

Que signifie l'optimisation des barres et pourquoi est-ce important ?

L'optimisation des barres est une fonctionnalité logicielle des scies pour profilés en aluminium modernes et contrôlées par ordinateur. Le logiciel reçoit une liste de coupes requises (liste de coupe) et calcule automatiquement la meilleure façon de couper ces pièces à partir des profilés bruts disponibles (généralement de 6 mètres de long) pour minimiser les déchets de matériau (chute). C'est extrêmement important sur le plan économique, car l'aluminium est une matière première coûteuse. Une optimisation intelligente peut permettre des économies de matériaux de 5 % à 15 % ou plus, ce qui réduit directement les coûts de production et augmente l'efficacité des ressources.

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